Diffusion dans les réseaux de capteurs sans fil

par Valentin Pollet

Projet de thèse en Informatique

Sous la direction de Jean-Claude Konig.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de I2S - Information, Structures, Systèmes , en partenariat avec LIRMM - Laboratoire d'Informatique, de Robotique et de Micro-électronique de Montpellier (laboratoire) et de Département Informatique (equipe de recherche) depuis le 01-10-2016 .


  • Résumé

    La thèse portera sur la modélisation et l'étude d'aspects spécifiques de la communication dans les réseaux de capteurs comme le compromis consommation énergétique et vitesse de diffusion ou la gestion des interférences. Un des objectifs est d'étudier plus particulièrement les topologies représentatives des réseaux de capteurs comme les graphes d'intersection de disques, les grilles trouées ou non etc. Les sujets approfondis dans la thèse pourront prendre des directions différentes en fonction des compétences du candidat : complexité algorithmique et approximabilité, optimisation, simulation. Un des premiers problèmes que nous souhaitons explorer est la diffusion d'une information à distance 2 d'un émetteur. Dans un réseau synchrone et en ne faisant aucune hypothèse sur les connexions entre les sommets à distance 1 et 2 de l'émetteur nous savons notamment que le nombre d'étapes peut être dans certains cas de l'ordre de 0(log2(n)). En prenant en compte les particularités topologiques des réseaux de capteurs nous espérons améliorer sensiblement ce type de résultat. Notre objectif est de poursuivre par l'étude d'autres briques de base de la communication comme le routage point à point ou vers un réseau filaire. Dans ce cadre les notions même de connexité, de chemins disjoints (chemins simultanément utilisables) et de débits (flots) ne sont pas évidentes à modéliser et à généraliser, les algorithmes de Menger, de flot maximum/coupe minimum doivent être revisités en fonction du contexte. Nous essayerons pour chacun des problèmes rencontrés de déterminer leur complexité, des algorithmes approchés à garantie de performance ou à complexité paramétrée. A titre d'exemple, on remarque que pour une longueur d'onde donnée, on n'a pas égalité entre le nombre de chemins simultanément utilisables et la connexité du graphe, que la notion de coupe minimale (au sens débit maximum entre 2 sommets) entre deux sommets est liée à la taille d'un stable d'un séparateur et non à la taille de celui-ci. Par contre la taille va avoir un impact sur la durée de vie d'une connexion dans le cas où les nœuds sont autonomes énergiquement (en permettant une alternance dans le temps entre les chemins utilisés). L'attaque de ces nouveaux problèmes peut sembler délicate par exemple la notion de stable maximum dans un séparateur. Cependant la nature des réseaux ad'hoc qui se modélisent souvent par des classes de graphes particulières (graphes d'intersection de cercles unitaires, sous-graphes de grilles) en fonction de l'existence d'obstacles ou non, simplifie considérablement la complexité de certains problèmes comme le stable maximum. Il est clair que devant la diversité du problème nous n'attaquerons qu'une partie des pistes qui seront dictées et orientées par une étude bibliographique préalable, par les compétences spécifiques du candidat qui sera retenu, par nos résultats déjà existants (par exemple sur les hypergraphes qui peuvent modéliser efficacement certains problèmes ou sur les arbres de Steiner avec des objectifs multicritères).

  • Titre traduit

    Broadcasting for wireless sensors networks


  • Résumé

    The purpose of the thesis consists to generalize research work, that has been made on broadcasting or communication in a network, to the wireless sensor networks. The thesis will focus on modeling and the studying specific aspects of communication in sensor networks as the trade-off between energy consumption and rate of diffusion, or interference management. One objective is to study some special topologies of sensor networks such as disk intersection graphs or grids (perforated or not). The advanced topics in the thesis may take different directions depending on the skills of the candidate: algorithmic complexity and approximability, optimization, or simulation.